电力系统范文第1篇
【摘要】 在建设电力系统广域保护通信系统时，还要对系统的可靠性进行分析，从而为电力系统的安全运行提供保障。而就目前来看，在分层区域式保护通信系统中，主要采取的是SDH光网络结构。基于这种认识，本文对SDH光网络结构展开了分析，并对SDH光网络下分层区域式保护通信系统的可靠性分析问题进行了探讨。通过分析可以发现，采用SDH自愈环网结构，能够使光纤故障对系统可靠性的影响得到减小。
【关键词】 SDH光网络 分层区域式 保护通信系统 可靠性
引言
在电力系统中，需要利用广域保护系统进行设备运行状态的实时监控和保护。在这一过程中，系统需要利用专用通信网络进行各监测点动态实时信息的获取和传输，以便对系统故障进行综合判断。结合判断结果，系统则可以采取相应控制措施进行故障消除或损害控制，进而使电力系统保持稳定运行。加强对保护通信系统的可靠性分析，则能使系统运行的可靠性得到提高，从而为电力系统的安全运行提供更多保障。
一、SDH光网络的结构分析
在电力通信网络系统中，通信主干网和广域保护的区域网络采用的是SDH光网络。而SDH为在光纤上实现信号传输的网络，拥有统一网络接口标准，并多采用自愈环网结构进行组网。如下图1所示，为以自SDH愈环网为基础结构的广域保护系统。在该系统中，主要利用合并器进行各变电站内信息的传输，在保护子站接收到信息后，则可以采取相应保护措施，并利用SDH设备将信息传送至SDH网络。通过SDH网络，各子站和保护中心都能获得需要的信息[1]。结合获得的广域信息，保护中心则能制定相应的保护控制决策，从而控制子站执行相应保护命令。
二、SDH光网络下分层区域式保护通信系统的可靠性分析
2.1分层区域式保护通信网络系统结构分析
现阶段，广域保护系统有分布式、分层区域式和集中式三种形式。采取分层区域式结构，能够实现全局最优决策，并摆脱系统对保护中心的过度依赖。而该种系统需要借助专用通信网络实现保护功能，网络则由主干网和区域网构成。其中，主干网可以用于进行系统保护中心与区域保护中心的连接，区域网则用于进行变电站与区域保护中心的连接[2]。在广域保护区域网络中，目前可以采用的SDH光网络主要有两种结构，即SDH自愈环网结构和SDH星型网结构。具体选用哪种网络结构，还要根据连接的厂站类型及数量确定。
2.2分层区域式保护通信网络系统的可靠性分析
广域保护系统能否保持可靠运行，主要取决于专用通信网络是否具有较强的可靠性。而使用SDH光网络进行通信网络构建，可以利用光通信原理和状态空间法完成网络可靠性模型的构建，并对网络的可靠性展开分析。
2.2.1自愈环网结构的可靠性分析
采取自愈环网结构实现广域保护，可以采用两种组网方式，即通道保护环和复用段保护环。相比较而言，通道保护环组网方式采用的协议更加简单。而在该种组网方式中，二纤单向通道保护环的传输延时较小，所以得到了广泛应用。该种网络是由两路光纤和两路独立环网构成，网络业务和数据信号能够实现双发选收，并借助光发送设备得到发送[3]。通过倒换开关，光接收设备则能完成其中质量相对要好的一路信号的接收。如果光纤某段发生故障，通过倒换开关切换信号，则能接入备用光纤进行数据传输，所以能够使信号的连续性得到保障。IU为系统通信接口，由保护倒换模块和复用模块构成，如果一个IU出现故障，就会对信号传输产生影响。倒换开关多为并联冗余结构，可认为完全可靠，所以单个接口可用度可以利用下式（1）表示，式中λIU为接口故障率，μIU为修复率。
在对主干网进行可靠性评估时，可以利用如下图2所示的模型。该模型为利用状态空间法和网络法构建的模型，由独立故障和共同故障模型组成，能够反映一个区段光纤状态。图中，μL为一根光纤的修复率，对应的λL则为该光纤故障率。λ1则为光纤及备用光纤的共模故障率。
具體对广域保护通信网的可靠性进行飞行时，可以IEEE14母线系统为例。在电力系统中，通常使用复合地线光缆或自承式光缆进行网络构建，需要将通信线路与输电线路并行铺设[7]。所以一旦有电力线路存在，就有通信线路存在。在进行分层区域式广域保护通信网建设时，可以将系统划分为三个分层区域，即区域1、区域2和区域3，对应的保护中心分别为站2、站4和站5，利用光纤环网连接，从而完成系统通信主干网的建设，而各区域网络采用星型网结构。如下表1所示，为系统基本参数。
結合以往经验可知，在进行SDH自愈环网修复时，通常需要花费48h的时间进行光纤修复，设备接口故障修复则需要24h。通过采取上述可靠性分析方法，可以得到如下表2。
相较于设备接口，光纤故障率尽管较高，但是在自愈环网中使用却能使故障对网络可靠性的影响得到减小。所以想要使SDH环网保持较高可靠性，还要使设备接口的可靠性得到提高[8]。此外，相较于星型网，自愈环网使用的光纤数量更多，但是可靠性却要高一些。
三、结论
通过分析可以发现，在决策和组网方面，分层区域式广域保护系统拥有一定的优势。而在系统通信网络建设上，SDH光网络结构则得到了广泛使用。对系统可靠进行分析，则能得到各区段的故障概率和可用度等参数，从而更好的进行系统的设计论证和可靠性评价。参 考 文 献
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[3]梅鲁海.…基于SDH光网络的分层区域式保护通信系统的可靠性研究[J].…电力系统保护与控制，2014，21：81-85.…
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电力系统范文第2篇
1 电力规划概述
1.1 电力规划的特点
1.1.1 稳定
尽管电力的需求是24h变化的, 但电力规划必须确保电力系统运行稳定, 因为电力供需的不平衡会给社会带来十分严重的后果。电力工业的产能必须适当大于需求。备用小了阻碍经济快速发展, 备用大了又会造成浪费。
1.1.2 多重目标
电力规划目标有多重, 科学合理的电力规划是产业增长, 满足需求合理利润率, 足够的市场份额, 命脉产业的控制, 技术进步, 环境的保护的保证。在进行电力规划是, 必须在分析研究电力需求发展、组成及负荷的特性。同时要进行广泛的社会市场调查的基础上, 总结分析电力市场发展的趋势及电力消耗的各项主要指标, 以高效的为社会服务。
1.1.3 不确定性
由于各种电力需求者、供给条件等的影响, 当中的任何一个因素发生变化都会影响到电力规划的产出结果, 导致电力规划必须滚动修订, 多次调整。因此, 电力需求预测必须有多方案的预测结果, 以适应发展的不确定性。
1.1.4 层次性
电力规划的层次性源于电网的层次性。电网是由各级地区的输电网、配电网构成的, 电网安全性分层管理这是电力工业的自身的客观规律, 已经纳入到各类规范规程, 所以规划也要遵循分层分区的原则, 但不管怎样分, 电网规划必须是统一的。
1.2 电力规划的分类
按时间划分为短期规划、中期规划和长期规划、短期规划是中长期规划的延续和深化, 最具体, 计划的期限较短, 不确定性因素较少, 能见度较高, 因此比较准确;中期规划比长远规划略更具体一些, 更细致明确, 不确定因素也少一些;长期规划主要是确定并解决电力工业发展中的战略目标、战略重点, 调整电力生产结构, 合理开发和利用动力资源, 实现电力生产的合理布局。
按电力生产的主要环节可分为发电规划和电网规划.发电规划是根据规划预期的电力需要确定经济合理的电源结构及各种形式的发电厂的建设地点和建设时间, 制定最经济的新增供电能力计划。电网规划主要需电量及输电地点。
2 我国电力规划的现状和存在的问题
2.1 规划视角比较狭窄
电力是一个与经济和社会发展关联度极强的产业。目前我国对电力行业的规划没有能全面综合的考虑与环境保护、人力资源管理、土地资源、资金筹措、等的密切联系。电厂的运行产生的废气、废水、灰渣对环境的污染比较严重。输电线路对土地的占用量过大, 电力系统的运行生产一定数量的电磁波、谐波等, 对家用电器或电子产品的干扰影响人们正常的生活。另外, 电力的建设和运行需要大量的资金、设备和一次能源供应、人力资源等, 需要与整个社会协调发展。因此, 我国电力规划应充分考虑资源多样化运用, 降低供应与价格风险, 推动特定地区的经济发展, 保障国家安全, 减少煤矿伤亡事故, 节约用水及降低水污染控制成本。
2.2 电网建设滞后
有线路由于规划工作不细致、不到位, 线路新建投运不到一年就出现超负荷情况;有的输电线路建成后的长期负荷率低于10%;有的地方由于输电线路滞后, 电站建设无施工电源, 工程进展速度慢, 增加了建设成本和施工难度;有的地方产生了“四无水电站”项目, 导致工程建设质量无法保证, 同时也埋下了重大的安全隐患。另外, 电网与电源发展不协调的矛盾, 电网输电能力不强, 西部、北部的电力难以输送到负荷密集的中、东部地区, 加剧了煤炭供应和交通运输紧张局面, 降低了能源配置效率。同时, 互联电网输电能力严重不足, 大电网的优越性得不到发挥;区域电网之间水火互济和跨流域补偿能力明显不足;三是现有电网难以满足远距离、大容量输电的需要。
2.3 缺乏全局利益
有些地方为了招商引资和维护地方利益, 减小电站规划容量, 水电开发力度不够, 特别是调节性能好的水电站比例小, 小机组比例过大, 核电、优质能源发电和新能源发电比例太小, 电网峰谷差增大, 调峰能力不足, 削弱了电网自身进行电量平衡的能力, 加剧地方电网的峰枯矛盾。我国现行的电力部门规划过程并没有完全将需求侧的能效方案认定为增加供应的替代方案。尽管一些需求侧的方案已经获得投资并得以实施, 但是对这些方案的重视程度却不及供应侧方案。
3 做好电力系统的综合资源规划
3.1 规划要点
综合资源规划是以最低或最合理的成本运用可靠的方式确定一组资源的配置。在制定扩容规划时, 要考虑传统的供应侧资源和可再生能源, 社会总资源, 供应侧、需求侧的利益及应满足的可靠性约束及财政上的完整性、投资额度和装机容量。当在电力规划中考虑需求侧资源时, 规划的内容将发生改变。满足用电需求侧成本最小作为目标函数;对需求侧资源按照不同的目标负荷形式分别进行约束。综合资源规划包括计量经济方法战略负荷预测, 资源的评估, 电价分析和财务分析。具体做法是将各类需求侧管理措施的影响视为出力, 利用原有的规划手段综合考虑供需双方的资源选择。
3.2 资源组合方法
3.2.1 同时法
是将需求侧与供应侧措施进行直接比较来估算系统成本, 评价其可靠性和运行能力。它能对需求侧管理进行动态, 可以直接估算需求侧管理的规模和时间特性完全可以满足计算要求和分析速度。但该法要求需求侧详细的信息以及复杂的用电估算模型比较费时, 且成本较高。
3.2.2 D S M消去法
该法应用简单, 当需求侧管理规模不大时, 系统运行基本不会出现问题。DSM消去法是根据边际成本选择需求侧管理措施, 再消去所有的具有成本有效性的需求侧管理措施, 进而对供应侧资源进行优化组合, 达到满足剩余负荷需求。但利用该方法在需求侧管理措施在新资源所占比重过大时可能会导致系统产生可靠性和运行能力问题;它忽略了电价对用电需求的影响。
4 双层优化理论在电力规划中的运用
4.1 双层优化理论的概述
双层优化模型的约束条件中包含有一个或多个优化模型;同时双层优化的目标函数之间存在层次区别, 这是与多目标优化最主要的区别。双层规划具有二层递阶结构。上层和下层各有目标函数和约束条件, 上层问题的目标函数和约束条件, 与上层决策变量和下层问题的最优解或最优值有关。反过来, 下层问题的最优解又受上层决策变量的影响;下层求得网损最优, 上层保证电压稳定。二者相互制约, 又各自独立采用二层规划的思想来考能实现宏观的调控, 能满足下层变量在自己范围内的主动权, 是各层分工合理, 不会造成整个电网的盲目调节。二层规划既考虑了局部利益也兼顾了全局, 很好的解决电力系统中目前存在的问题。双层层规划的求解方法主要有:互补旋转算法;分支定界法 (计算量很大, 但可求全局最优解) ;极点算法 (若二层线性规划最优解的个数有限, 则在约束集的极点处, 至少有一个最优解) ;下降算法 (应用梯度信息来求解隐含的规划) ;模糊数学方法。
4.2 双层优化理论在电力系统中的应用
4.2.1 无功优化
要解决电力系统的电压质量问题, 保证系统安全经济运行, 必须进行合理的无功补偿, 加强无功和电压管理。电力系统中无功优化就成为重要的研究方向。运用双层优化理论求解无功优化问题, 要满足整个电网总体无功平衡和各个变电站、配电线路的无功平衡。双层优化的特点恰是从整体角度出发, 考虑到了局部利益和全局利益。由于电力系统的运行电压水平与无功功率的分布密切相关, 当系统运行中大量的无功功率, 将降低系统的功率因数, 增大线路电压的不稳定性和电能的损失, 影响系统的经济运行。传统无功优化的目标函数经济性目标和电压水平目标。多数无功优化都是以经济性目标来考虑的, 几乎不会涉及节点电压的安全约束问题。近年来随着地区电网规模及复杂度的加大, 对电压无功优化的要求越来越高, 对经济的考虑也还是越来越多。通过合理控制无功电压控制设备使系统电压正常, 无功流动合理, 系统总运行损耗最小。从无功优化的不确定性因素出发, 考虑负荷在一定范围内不确定变化时的无功优化策略。
4.2.2 输电能力评估
电网输电能力采用区域功率交换能力为衡量指标。在传统垂直管制电力系统环境下, 电网间的区域功率交换能力只是作为系统调度时的一个参考信息。随着电力市场的建立, 电力交易增加, 区域间的交换功率极速剧增。市场中各个电力运营商为了实现自身利益最大化, 肯定会充分使用现有输电设备, 降低运营成本, 电网输电能力因此受到越来越多的重视。然而电力系统运行具有很大的不确定性, 电能交易瞬息万变, 支路过负荷、节点电压越限等系统不正常状态更是时有发生。电网的输电能力作为一个与系统可靠性相关的指标, 对指导系统调度员的操作具有重要意义。输电能力作为电网交换功率的指标, 能计算电网在满足各种约束条件下的最大值, 但不具有鲁棒稳定性。双层优化考虑了静态电压稳定裕度与传输容量的关系, 提出了考虑静态电压稳定裕度的至少传输容量计算。
5 结语
电力规划具有规模大、不确定和不精细因素多、涉及部门及专业领域广的特点。电力规划工作仅需要大量对社会经济发展的历史数据及对电力供需现状进行深入的调查, 做好电力规划。
摘要：我国电力规划还停留在过去计划经济时期以确定性目标为核心的规划理念和规划方法上, 已经不能我国现在电力工业的发展。本文在分析了我国现在110V电力规划中的问题, 说明了综合资源的规划理论框架来解决问题的可行性, 并提出了双层规划理论在电力系统中的运用。
关键词：双层规划,电力系统,综合资源规划
参考文献
[1] 周篁.对我国电力行业应用综合资源规划方法的探讨[J].电力需求侧管理, 2001, 4 (3) :9～11.
[2] 黄昌泽, 刘明波.不确定性无功优化问题的双层规划解法[C].电力系统及其自动化专业第21届学术年会论文集, 2006:578～581.
电力系统范文第3篇
【关键词】 电力系统 光纤通信 发展前景
目前电力系统中主要有电力载波通信技术、导引线通信技术以及微波通信技术，其中使用最多的则为电力载波通信技术。不过当前电力系统环境下其电力载波通信技术的抗干扰性已经不能满足，另外光纤技术不断发展和完善，使得光纤通信技术的成本越来越低，也就为光纤通信在电力系统中进行应用创造了良好的条件。
一、光纤中电力系统电气信号的通信过程
光发射机，中继器，光纤以及光接收机共同组成了光纤通信。光纤通信技术当中，利用光发射机来转换为光信号，再利用光接收机将电信号转换为电信号。电调制器能够转化信息为一定合适的信道传输信号，一般情况下其信息都会转变成为数字信号。但光调制器能够让电调制器所调制的信号转化为适合光纤信道传输所利用的光信号，进而让信号利用中继器进行扩大的目的得以实现。光纤传输之后其光信号比较微弱，不过光探测器能够对其进行转变成为电信号，然后电解调器再对其光信号进行放大，以完成其原信号输出的目的，进而使得电力系统通信当中其光纤信号传输得以实现。
二、电力系统中光纤通信的特点
(1)光纤通信在电力系统当中有着非常大的通信容量，即一对光纤是需要容纳成百上千路的信息路径进行传输，而一根光缆之中需要有几百根左右的光纤线芯;(2)都知道玻璃或者硅是制作光纤的主要材料，即制作光纤的材料是非常丰富的，因此使用光纤通信有着很大的节约全金属材料使用量的意义;(3)电力系统通信方面，光纤通信有着非常好的保密性，其不易受到外界电磁干扰，另外潮湿环境、雷击环境等因素对光纤通信也几乎没有太大的影响; (4)电力系统当中一般都是用POGW光缆作为其主要使用光纤类型，其一般都是和地线一起敷设，操作简单;(5)光纤通信不具备感应性能，因此其光纤通信在电力系统当中进行应用不会由于电位升高而受到相关影响，即光纤通信成为电力通信系统较为合适的通信技术。
三、电力系统中光纤通信前景趋势
1、光纤传送网新技术。40Gbit/s 、 100Gbit/s 这两种技术是当前多数40GE/100GE的网络有着最为紧密联系的高速传输技术，二者都是有着编码调制技术。色散补偿技术、非线性抑制技术和SDNR保证对策。而以后电力系统必须要对其光纤通信技术的长距离进行保证，因此主要将多种增强前向纠错技术(FEC技术)、动态增益均衡技术、具备电均衡效用接收机、调整功率技术、新型调制编码技术、喇曼放大技术作为其光纤传输网所应用的技术类型。
2、光纤通信接入网新技术。对目前环境下光纤通信技术在电力通信系统中应用过程所出现的差距，其主要拥有的接入光纤技术有：以太无源光网络(EPON技术)、基于ITU-TG984标准的无源光网络(GPON技术)、基于树形拓扑的APON/BPON技术以及星型结构以太网接入技术。这些光纤通信技术在分光比、传输的距离、速率、支持业务范围能力、维护以及QOS管理等方面都有着一定差距，GPON要比EPON技术有着较难的实现要求，不过GPON技术在支持多业务方面的能力更强。将传统形式的以太网作为前提基础来应用星型结构光纤接入技术而达到了电力系统光纤通信接入技术实现，该技术能够满足有着较为丰富光纤资源或者单个对宽带有着较大要求用户的区域使用。
3、光纤通信光交换新技术。光交换是光网络当中典型的属性，另外其也是当前光纤通信技术中最为主要的技术之一。目前参考划分其特征和交换颗粒之间光交换技术的条件，对光分组交换OPS，光路/波长交换OCS，光突发交换OBS。其中波长是光路/波长交换的单位，有着较为简单的实现条件，且交换颗粒较大，其缺点则是较差的宽带复用特性和利用率;分组则为光分组交换的主要单位，其宽带利用率和统计复用特性较好，不过有着较小交换颗粒，实现条件复杂;光路/波长光交换技术和光突发交换技术二者实现条件方面都比较简单，且有着很好的复用特性和宽带利用率，光突发分组交换技术有着简单的实现条件和较高的宽带利用率，综合其因素分析和考虑可知，其有着最高的性能。
四、结语
光纤通信技术是一种新兴的通信技术，尚不完善，還处于发展阶段，无论是电力系统内光纤通信技术或是光纤自身因素都会有多少的缺点，其还有待继续研究和开发。对近些年来电力通信系统当中引入光纤通信技术的情况进行分析和观察可知，光纤技术在电力系统当中有着较好的应用前景。
参 考 文 献
[1]卢洁.浅析电力系统通信中光纤通信的发展前景[J]. 华北电力大学电气与电子工程学院 2012(98)37-39
[2]阚 炜.光纤通信技术在电力系统通信中的应用分析[J]. 眉山多能电力设计咨询有限责任公司2011(29)55-56
[3]任 鹏. 电力系统通信中光纤通信的发展前景[J] .片畜建永福工程顾问有限公司2010(19)48-49
电力系统范文第4篇
美国国家标准与技术研究院的时间和频率划分
这篇文章介绍了全球定位系统(GPS)卫星信号是被用来进行时间和频率的计量的。文章讨论了GPS接收器能怎样为频率校准和实间同步提供一个参考信号。它也解释了利用了几种类型的GPS信号测量时间和频率。这些包括单向或直接接收测量，单和多通道共视的测量，和载波相位测量。讨论了GPS信号可以提供国家的可追溯性和国际标准得可追溯性。 介绍GPS
GPS，众所周知的一种全球定位工具，也已经成为发布时间和频率的主要系统。GPS接收机是电信网络、校准和测试实验室中的固定装置。它们使时钟同步、校准和在任何设施中控制振荡器即可以用GPS卫星视线安置一个室外天线接收装置。
GPS卫星是被美国国防部(美国国防部)来控制和操作的。星座包括至少24个卫星轨道在地球20200公里的高度在6个固定的飞机倾向于从赤道55°。轨道周期是11小时58分钟,这意味着一个卫星绕地球飞行每天两次。通过处理从卫星收到信号,GPS接收器可以确定其位置GPS卫星广播两个载波频率: 在1575.42 MHz L1,L2为1227.6 MHz。每颗卫星广播扩展频谱波形,称为伪随机噪声在L1和L2(打印)代码,并且每个卫星它是由打印标识代码传送。有两个类型的打印代码。第一个类是一个粗糙的收购(C / A)代码与芯片的1023芯片每毫秒。第二种类型是一个精密芯片的速(P)的代码10230芯片每毫秒。C / A码是广播在L1,广播L1和L2 P代码。GPS接收视线,这意味着天空的天线必须有一个明确的观点。如果一个晴朗的天空视图是可用的,可以收到近的信号地球上的任何地方每个卫星携带铷和铯振荡器,或两者的结合。车载的振荡器为载体和提供参考代码广播。他们带领USDOD地面站和引用协调世界时(UTC)由美国海军维护天文台(USNO)。经双方协议UTC(USNO)维护和UTC(NIST)在100 ns,这两个时间尺度之间的频率偏移是< 1 x 10-13年
GPS接收设备有几种类型的GPS接收器使用和频率计量。成本、大小和设计的从模型的GPS定时接收机有着显著的不同模型,但大多数都有个共同的特性。大多数接收器使用C /代码L1频率播出作为他们的时间和频率参考。最能同时从8到12卫星追踪,可以提供时间和频率信号来自一个平均的卫星视图。大多数提供time-ofday和日期信息在计算机可读的格式,通过rs11彼此。由于频率漂移和老龄化问题,这个需求不可能会见石英振荡器,和困难会见铷振荡器,因为他们需要定期调整。铯振荡器将很容易满足要求,但他们的高成本使它不切实际的购买多个单位。很容易看到GPSDO电信是一个很好的解决方案网络问题。两个其他类型的GPS接收器用于越多本文中描述的专业测量。Common-view GPS接收器实际上是集成结合标准GPS定时接收机的系统测量硬件和软件。这种硬件和软件使系统测量个人卫星和存储结果,这样他们就可以稍后处理。Carrier-phase GPS接收器是大地的设计和测量应用。通常更昂贵的比传统的时间和频率接收器,他们跟踪和衡量L1和L2载波频率。他们的潜力定位性能特殊,L1航空公司只是19厘米波长和定位的不确定性通常是用厘米来衡量甚至毫米。当用于时间和频率测量,收集的数据必须存储可以稍后处理。GPS天线使用大部分的接收器这里描述很小,通常直径< 100毫米。他们通常有内置放大器驱动天线电缆,用于获得多天线导航。使用高增益天线可以使用长天线电缆,只要100一些实例。与GPS接收器用于导航,时间和频率接收器是坐落在一个房间或实验室和一个很长的天线电缆通常是必要的。GPS测量技术所隐含的不同类型的接收器在最后一节中,有几种不同类型的GPS时间频率计量学测量中使用。这些测量可分为三个将军类别:单向、common-view carrier-phase。大多数的GPS测量校准和测试实验室单向测量。单向的测量很容易和他们不确定性是小到足以满足要求几乎所有的校准或测试实验室。Commonview和carrier-phase测量需要更多的努力,包括测量数据的后期处理。为这个原因,他们通常留给国际比较计量实验室的时候测量不确定性必须尽可能小。表1比较了GPS测量技术。表1。典型的GPS测量技术的不确定性技术时间频率不确定性不确定性24小时、2σ24 h,2σ
单向< 20 ns < 2 x 10 – 13 单通道10 ns≈≈1 x 10-13年Common-View多渠道< 5 ns < 5×1015Common-view单向GPS测量单向GPS技术使用的信号从GPS接收机作为标定参考。的GPS信号实时使用,没有后期处理测量结果是必需的。的目的测量通常是同步定时脉冲,或校准频率源。在接收机用于测量之前,它必须完信号采集过程。的一部分收购过程包括测量天线的位置。与GPS导航接收器计算位置修正而移动速度(通常更快位置修正每秒),GPS时间和频率接收器通常不会移动,不需要调查完成后计算位置修正一次。
因此,时间和频率接收器通常存储单一位置固定,使用同样的位置上。许多接收器时自动启动调查他们正在打开。在这个过程结束的时候,前面面板指示器告诉操作员,接收者是准备好了 使用。一旦完成信号采集,输出从接收机连接到测量信号系统。时间同步测量,1 pps信号从接收方通常是作为一个输入时间间隔计数器。频率测量的例如,频率输出(10 MHz)GPSDO作为一个相位比较器的输入,或用作吗外部时基频率计数器。单向性能自带领GPS卫星传输信号同意UTC,长期GPS精度接收方一直都是优秀的。的性能C /代码接收器成为更好的5月2日,2000年(51666年MJD)当USDOD集选择性的可用性(SA)为零。SA是一个USDOD指令,可用于有意引入GPS信号减少噪音它的定位和定时精度。图1是一个阶段情节显示典型的GPS接收器,数据记录在立即SA将之前和之后零。 图1所示。相图显示之前和GPS性能 在SA被设置为0。
10分钟的数据点如图1所示 通过比较平均接收的信号
1 pps典型的GPS定时接收机的输出
UTC(NIST)使用时间间隔计数器。图2显示了 15天内立即收到阶段
2000年5月2日。在此期间,收到peak-topeak变化阶段数据< 50 ns。 相图表明,GPS广播aretightly控制,自振幅相位测量一天比一天相似。这导致优秀的准确性和稳定性时平均1天或更长时间的使用。然而,信号的相位噪声限制短期稳定,艾伦偏差所示(σy(τ))图(图3)。
图2。GPS接收器和UTC(NIST)在SA后15天时间间隔设置为0。 图3。频率稳定度(Allan偏差)的GPS接收机在SA被设置为0 图3显示的稳定性接收机是near1 x 10 - 1天,相位噪声持续平均下来直到稳定性达到十14部分。虽然不是如图3所示,这个接收器的相位噪声限制了短期稳定在1 s 10 9部分。如果你选择
发布频率从GPSDO获得,或使用它作为参考测量系统,确保其短期稳定满足您的需求。虽然GPSDOs可以校准几乎任何频率标准测量段1天或更长时间,他们通常不适合测量振荡器稳定< 1000年代的平均时间。
与单向GPS建立可追溯性可追溯性的定义告诉我们,可追踪的 测量需要一个“完整的链
比较所有规定的不确定性。“这链通常来源于与国际或国家标准。[1]为了显示跟踪通过GPS,NIST的链必须扩展从GPS测量NIST。我们提供两个例子(表2和图3)如何记录追溯链。两个链显示追溯回UTC(NIST),和回到国际单位制(SI)由局国际des重量等维护措施(BIPM)。记住,每一个环节的追溯链涉及比较引用和被测设备或信号。链接的不确定性A、B和C非常小,几乎没有对大多数测量结果。
电力系统范文第5篇
1.1 线损管理难度大
现阶段我国的电力部门在对以热能形式散发的能力损失进行管理的时候,主要使用的是工作人员进行数据信息的收集和计算的方法,这个方法的缺点就在于它不能全面的分析能力损失的动态信息,因此工作人员就很难管理这些能力的损失。除此之外,对于能力损失的管理标准也不明确,工作人员考核起来很不方便,同时也会影响到管理损失的能力的工作的进行。事实上,我国再对电力系统在线情况下损失的能力进行管理时还有很多的问题,工作人员能够进行监控的因素目前只有电源的分布情况、高压的时候远距离进行输电的情况和低压的时候用户的具体数目。而对于电力系统的损失的能力的其他因素不能进行很好的监控。因此,对于损失的能力的难度就会变大。
1.2 无法满足线损智能化管理的客观要求
现阶段我国对于电力网络的损失的能力的管理方式方面还不够先进,目前的管理方式主要靠工作人员来进行,这样就会导致管理损失的能力的工作不能更好的在智能化电力网络管理活动里面发展,精确的管理损失的能力的目标也无法实现。
2 电力系统线损管理系统的现实意义
2.1 线损管理的范围广
对于电力系统损失的能力进行管理的时候主要是利用覆盖和普及电子式的电能表,提高系统进行信息采集的能力,这样可以扩大对电力系统损失的能力的管理范围,接着,把管理损失能力的系统作为基础,技术工作人员在这个基础上进行创新,把单一的管理损失能力的工作从电力网络的上游向下游逐步开展,除此之外,管理损失能力的系统的工作范围也要进行扩展,让供电和发电的企业以及用户都加入进来,慢慢的建立起把用户最为管理中心分层次的对损失的能力进行管理的结构方式。这个系统可以扩大对损失能力进行管理的工作范围,把电力资源的产生、运输和使用的三个主体结合起来,在技术平台的帮助下,分析损失的能力的相关问题。这样可以帮助接下来的工作顺利的进行,对损失的能力的管理效率也得到了提高。除此之外,对于一些信息我们也要进行收集和分析,比如中小型的变电用户和电力专线用户的用电行为、习惯和用电量等等,这些数据的收集和分析可以为相关电力工作的开展奠定基础,一定程度上扩大了损失的能力管理的工作范围。监控损失的能力的各环节并且收集相关的信息,这些是顺利进行对损失的能力进行管理工作的基础。
2.2 损信息采集内容丰富
我国的用电人数种类多范围广,不同地方的不同的人的用电习惯和用电量都不一样。正是因为这种不一样,使得对电力系统损失的能力的管理工作存在一些困难。对于这些问题,我们可以在设计开发对损失能力的管理系统的时候提高管理的全面性,让他能够满足不同地方不同用户的管理需求,这样在收集相关的数据的时候,电力系统的管理损失能力的系统就能发挥出最大的力量。除此之外,我们在对损失的能力进行管理的时候也可以运用信息技术等其他的高科技技术手段,在电力系统内部设立一个数据库,工作人员可以通过这个数据库分析不同地区不同的人的用电行为、用电习惯和用电量等数据信息。
3 线损管理系统设计在电力系统中所遵循的原则
3.1 科学性的原则
我们在电力系统里设计管理损失的能力的系统的时候,要把科学作为设计的依据,认真仔细的分析电力系统的相关内容、对管理损失的能力的系统的目标和基本的职能。只有这样设计出来的管理损失能力的系统才能达到电力系统工作的要求。所以,我们要遵循科学性的原则,把科学精神、手段、理念作为我们行动的指南,把现存的技术条件和操作方法作为基础,设计出能够在电力系统里面科学的效率高的进行工作的管理损失能力的系统。
3.2 实用性的原则
电力系统的工作范围很广,所以如果我们想要在电力系统中设计出高效率的管理损失能力的系统,就要提高设计方案的之间的相互协调工作的程度。对于一些复杂的过程对设计管理损失能力系统的不好的地方要注意规避。所以,我们在设计管理损失能力的系统和相关技术的时候一定要简单一点,对于这个系统的操作难度要注意降低,对于系统的实用性要不断的提高。要保证短时间内工作人员可以高效率的操作系统,顺利的进行电力系统工作,并且对于工作的质量也要由一定的提高。
4 电力系统线损管理系统设计方式
4.1 线损管理系统功能架构的设计
在设计功能的时候,需要处理好损失的能力的相关数据信息,对于那些不正常的信息要进行总结,对于基本的参数要保存起来,要清楚用户的使用权限以及对这个系统的维修工作。设计的时候要遵循基本的工作流程,保证系统的准确性和科学性,保证系统可以高效率的运行。除此之外,根据不同地方的不同人的用电情况,对系统进行改进和调整,减少系统的设计成本投入,提高系统的运行时间。
4.2 逻辑结构
在对管理损失的能力的系统的设计的时候,设计的工作人员可以分析管理损失的能力的逻辑因素,并把它作为设计的基础,科学合理的对管理损失能力的系统进行分层,这样做可以保证高效率的管理损失的能力,设计工作进行的通常、快速。我们可以把管理损失能力的系统分为一些不同的层别,通过对不同逻辑元素进行有效的管理,从而提高系统的工作效率。
5 总结
通过对于现代社会的管理损失能力的工作的进行情况进行系统的分析,我们可以发现设计管理损失能力系统的重要性以及她对电力系统的意义。在设计的过程中我们要遵循科学性原则和实用性原则,把现有的技术手段作为设计的基础,通过各种方式,设计出具有现代意义适合现代社会的电力系统中的管理损失能力的系统。
摘要：进行线损管理系统的设计工作在一定程度上对电力系统的管理能力能够得到提高,电力资源的流失情况也能得到改善。本文把目前的技术条件作为基础,从各个角度分析了线损管理系统的设计工作,希望能够对形成现代化的电力系统线损管理模式提供帮助。
关键词：电力系统,线损管理,系统设计
参考文献
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[3] 陈玮.计量自动化技术在配网线损管理的运用分析[J].企业技术开发,2017,36(12):118-119+122.
电力系统范文第6篇
浅谈接地网的放热焊接法/刘宝国 赵鹏举 刘宝玲
1 概述
1.1 良好接地的必要条件
良好的接地系统应具备以下两个主要条件:
(1)提供一个尽可能低的电阻对地路径(接地电阻),接地电阻越低,雷电流、浪涌和故障电流就可越安全地消散到大地。
(2)接地导体应具有良好的防腐能力并能重复通过大的故障电流,接地系统的寿命应不小于地面主要设备的寿命,一般至少要求30年以上。长期、可靠、稳定的接地系统,是维持设备稳定运行、保证设备和人员安全的根本保障。
接地系统长期安全可靠运行的关键在于正确选择合适的接地材料和可靠的连接。
1.2 我国接地系统现状
目前我国传统接地体大多采用钢材质,其主要原因是我国的早期电力系统设计技术多借鉴前苏联相关技术,另外我国自身铜储探明量的不足,加上西方国家过去对我国的封锁,中国不容易取得铜。为节约有色金属,在20世纪50～60年代提出“以钢代铜,以铝代铜”,所以一度大量选用钢材和铝材。而国外(除前苏联和印度以外),以铜材以及铜镀钢材料作为主要接地材料已有超过100年的历史,而且被相关的国际标准(如:IEEE和IIIEc)推荐为主要的接地材料。
目前,我国大部分地区仍然使用镀锌扁钢作为接地材料,但几十年的实践证明镀锌钢并不能解决接地装置腐蚀问题,象华北电网天津北郊500kV变电站投运8年后开挖检查发现,接地装置腐蚀严重,有的甚至已被腐蚀断,不得不投巨资更换成铜接地装置。还有,北京房山变电站、大同二电厂等大型500kV变电站投运10～11年后,因腐蚀严重均重新更换了原镀锌钢接地装置。由于是重新铺设接地装置,恢复路面和绿化等工作花费了不少资金,因此整个改造工程比新建接地装置所需费用增加很多。
我国解放前,曾大量采用铜质材料作为接地材料,如天津塘沽110kV变电站、上海杨树浦电厂等,经检查,其接地装置至今仍然合格,至今仍可使用。在外资投资的工厂,电厂的变电站中,大量使用铜质材料接地装置,如秦山核电站、连云港核电站、无锡海力士半导体变电站、INTEL等。
目前铜材已经不再作为国家战略物资,国家外汇储备充沛,在上海成立了铜期货交易所,可以很方便地购买铜。
而北京、上海、江苏、浙江、山东、广东、辽宁、天津等地区已开始选用热稳定性能好、导电性能强、耐腐性强的镀铜材做接地,其连接采用先进的放热焊接技术。
2 技术比较
2.1 性能比较
分别从导电性、热稳定性、耐腐蚀性等方面比较铜接地体与热镀锌钢接地体的差异。
2.1.1 导电性
铜和钢在20℃时的电阻率分别是1 7.24×10-6(Ω·mm)和138×10-6(Ω·mm)。若以铜的导电率为100%,标准1020钢的导电率仅为10.8%,因此铜的导电率是钢的10倍左右。而镀铜钢线导电率也为30%～40%,均远较钢接地体好。尤其是在集肤效应下,高频时镀铜钢绞线导电性能远远优于钢材。即铜接地体导电性能比钢接地体性能优越。
2.1.2 热稳定性
铜的熔点为108 3℃,短路时最高允许温度为450℃;而钢的熔点为1510℃,短路时最高允许温度为400℃。因此,接地体截面相同时,铜材热稳定性较好。同等热稳定性能时,钢接地体所需的截面积为铜材的3倍,是30%镀铜钢绞线的2.5倍,是40%镀铜钢绞线的2.8倍。
2.1.3耐腐蚀性
接地体的腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀两种形式,在多数情况下,这两种腐蚀同时存在。铜在土壤中的腐蚀速度大约是钢材的1/10-1/50,是镀锌钢的耐腐蚀性的3倍以上,而且电气性能稳定。
铜的表面会产生附着性极强的氧化物(铜绿),能够对内部的铜起到很好的保护作用,阻断腐蚀的形成。当铜与其它金属(钢结构、水管、气管、电缆护套等)共存地下时,铜作为阴极不会受腐蚀,腐蚀的是后者。钢材是逐层腐蚀,镀锌层也具有一定的抗腐蚀性。
钢接地体接头部位经过高温电弧焊接加工后会出现点腐蚀情况,一般最多只能保证10年。而铜腐蚀不存在点蚀情况,寿命较长。
可见,铜接地体的耐腐性显著优于钢接地体。
目前我国变电所接地系统均存在不同的腐蚀问题,特别是有些运行十年以上的变电所腐蚀相当严重。尽管在设计时各设计人员已通过增大接地极截面来考虑30年的防腐问题,在实际运行中也采用部分开挖和测量接地电阻等方法来检测腐蚀问题。但由于实际腐蚀情况更严重,以及钢与铜的腐蚀机理不同,实施效果不太理想。图1是运行8年后开挖的钢接地体的图片,局部已经严重腐蚀断裂。
图2是现场埋置两年后的镀锌钢试片,在接地网有泄流电流的电解腐蚀时,其耐蚀性能与普通碳钢相比,提高极少,不能明显改善接地网的防蚀性能。
一般情况下,在测量接地电阻时,很难发现接地网腐蚀问题.一旦通过大的故障电流,由于截面太小,容易熔断,造成故障电流不能通过接地网顺利泄到大地,从而导致地电位升高,而出现“反击”现象,导致直流、保护、通信、信号等二次设备和低压系统发生故障和损坏,甚至损坏变压器等重要设备。而镀铜钢棒则几乎没有任何腐蚀。
综上所述,铜接地体与镀锌钢接地体相比,铜接地体在导电性能、热稳定性能、耐腐蚀性方面有显著的优越性。
2.2 接地体连接方式
变电所的接地网金属导体存在着大量的连接点,只有可靠的、牢固的连接才能保证接地网的运行可靠性。
2.2.1 钢接地体的连接方式
目前,钢接地体之间的连接均为传统的电弧焊接方式,高温电弧会破坏接地体接头部位的镀锌层,有可能导致点腐蚀的出现,严重影响接地体的寿命。此外,电弧焊接连接不是真正的分子性连接,焊接点对于接地体的导电性能也有影响。
对于钢接地体能否采用放热焊接法,设计者也作过研究与尝试,由于钢接地体设计截面过大,未能被采用,主要有以下原因:
(1)大型、非标模具制造困难,造价高;
(2)焊粉用量大;
(3)由于钢接地体本身防腐性能差,焊接质量的提高意义不大;
(4)焊接点较多,费用太高。
2.2.2铜镀钢接地体的连接方式
目前铜接地体和铜镀钢接地体主要有以下四种连接方式:
(1)铜银焊连接法
扁铜条与扁铜条之间、扁铜条与裸铜绞线之间、裸铜绞线与裸铜绞线之间的连接都可以使用铜银焊连接法,常用的铜银焊接有乙炔焊、电弧焊等,但焊接都只是表面搭接,内部并没有熔合,接头不致密,性能只比压接和螺栓连接略好,焊接接头的性能还要取决于操作技术工的熟练程度,特别是铜焊,即使是持有特殊工种上岗证,也比较容易出现一些焊接缺陷,无法从表面观察合格与否。并且,这种焊接是应用于纯铜接地体之间的连接,不适合于镀铜接地体的连接。基于以上原因,铜银焊连接法在电力
工程接地系统实际施工中很少应用。
(2)压接线夹连接法
绞线与绞线之间的连接大多使用压接线夹连接法。但这种方法比较适用于两条绞线一对一连接,无法做好十字交叉连接。如要十字交叉,则要求有特殊十字接线线夹,或者要先形成接地铜排和接地线夹,处理好两者之间的接触面后,再使用螺栓连接法。
(3)螺栓连接法
扁铜条与扁铜条之间、扁铜条与绞线之间、绞线与绞线之间的连接还可用螺栓连接,该方法与压接线夹连接法互为补充。但螺栓连接处的接触标准应按现行国家标准《电气装置工程母线装置施工及验收规范》的规定处理。目前,压接线夹法和螺栓连接法在施工现场应用最为广泛,这和我国的电力施工技术工人的认识和训练程度有着密切的关系。
(4)放热焊接连接法
放热焊接工艺最早是由美国艾力高公司(ERIC0)的查尔斯·卡特威尔博士1938年开发的,该工艺最早用于铁路信号线焊接。艾力高公司为表彰卡特威尔博士(Dr.Charles Cadwell)的贡献,将该工艺的商标命名为CADWELD。目前数以千万计的CADWELD焊接在使用了50多年后,性能依然良好。
放热焊接利用活性较强的铝把氧化铜还原,整个过程需时仅数秒,反应所放出的热量足以使被焊接的导线端部融化形成永久性的分子合成。铜基放热反应的一般公式是:
3Cu2O+2AI→Al2O3+3Cu+热量(2735℃)
放热焊接的作业程序:
①准备工作:将导线和模具清理干净,再将模具用喷灯加热以去除水分,然后把导线放人模具内,扣紧夹具以固定模具;
②把杯状焊药放入模具内;
③将电子控制器终端夹到点火条上;
④盖上盖子持续按下电子控制器按钮5s后点火;
⑤打开模具并移去钢杯,就可见焊接好的接头。清除焊渣,等待下一次焊接。
永久焊接简单四步法如图3所示。
放热焊接接头的特性;
①外形美观一致;
②连接点为分子结合,没有接触面,更没有机械压力,因此,不会松弛和腐蚀;
④具有较大的散热面积,通电流能力与导体相同;
④熔点与导体相同,能承受故障大电流冲击,不至熔断。
放热焊接连接法可以完成各种导线间不同方式的连接,如直通型、丁字型、十字型等;还可以完成不同材质导线的连接,如普通钢铁、铜、镀锌钢、镀铜钢等之间的连接;甚至可以实现导体间不同形状的连接,如铜导线与铜镀钢接地棒的连接、铜导线与铜板的连接、铜导线与接地镀锌钢管的连接、导线与钢筋的连接以及导线与槽钢的连接。这种方法接头有着广泛的连接方式,而且耐腐蚀性好、接触电阻低,已逐步得到推广应用。
放热焊接的优点:
①焊接方法简单,容易掌握;
②无需外接电源或热源;
③供焊接用的材料、工具很轻、携带方便;
④焊接点的载流能力与导线的载流能力相等;
⑤焊接是一种永久性的分子结合,不会松脱;
⑥焊接点像铜一样,耐腐蚀性能强;
⑦焊接速度快捷,节省人工;
④从焊口的外观上便能鉴定焊接的质量;
⑨可用于焊接铜、铜合金、镀铜钢、各种合金钢,包括不锈钢及高阻加热热源材料。
在国外,放热焊接已通过UL标准严格论证,并被IEEE Std80大纲等规程中指定为接地系统中埋地导体地连接方式。在国内,放热焊接技术已通过国家电力公司武汉高压研究所、浙江电力试验研究所等部门产品质量监督检验中心的检验,并已应用在电力系统的重点工程。不同连接形式的放热焊接如图4所示。
2.3 施工难易度
设计推荐垂直地网采用铜镀钢接地棒,由于接地棒截面大大小于角钢,在作垂直接地施工方面工作量减小,并能垂直深入土壤,使通过加大垂直接地深度来降低接地电阻成为一种可能。
2.4 接地效果
对接地系统基本要求是满足接地电阻的指标。接地电阻具体来说,实质上包含三个部分:
(1)接地导体本身电阻;
(2)导体和土壤的接触电阻;
(3)土壤的散流电阻。
其中土壤的散流电阻最为重要,它是接地电阻的重要组成部分,这由土壤的电阻率决定。所以通常采用增大垂直按地极深度来减少土壤的散流电阻,从而达到降低接地电阻的目的,而不是增大垂直接地极深度来降低接地电阻。
镀铜接地网相对钢接地网来说,能够更好的泄放故障电流,保障线路安全。
3 结束语
放热焊接是铜接地体的理想连接方式,其方便快捷的操作,优秀的焊接质量是其他连接方式不可比拟的,正是因为具备这样可靠、牢固的连接方式,铜接地体的性能比钢接地体更胜一筹。